Spring框架核心技术解析

📕我是廖志伟,一名Java开发工程师、《Java项目实战——深入理解大型互联网企业通用技术》(基础篇)(进阶篇)、(架构篇)、《解密程序员的思维密码——沟通、演讲、思考的实践》作者、清华大学出版社签约作家、Java领域优质创作者、优快云博客专家、阿里云专家博主、51CTO专家博主、产品软文专业写手、技术文章评审老师、技术类问卷调查设计师、幕后大佬社区创始人、开源项目贡献者。

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Java程序员廖志伟

💡在这个美好的时刻,笔者不再啰嗦废话,现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来,我将为大家呈现正文内容。

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在Spring框架中,核心容器是其最基础的部分,它负责管理应用程序中的对象,即Bean。Spring容器通过IoC(控制反转)和DI(依赖注入)的概念,实现了Bean的创建、配置和管理。

IoC与DI

IoC是一种设计模式,它将对象的创建和依赖关系的配置从对象内部转移到外部容器。在Spring中,IoC容器负责实例化Bean,并设置它们的依赖关系。这种做法降低了组件之间的耦合度,提高了代码的可维护性和可测试性。

依赖注入是IoC的一种实现方式,它允许容器在运行时动态地将依赖关系注入到Bean中。Spring提供了多种依赖注入的方式,包括构造器注入、设值注入和字段注入。

Bean生命周期管理

Spring容器负责管理Bean的生命周期,包括创建、初始化、使用和销毁。Spring提供了多种初始化和销毁方法,如init-methoddestroy-method,以及@PostConstruct@PreDestroy注解。

Bean作用域

Spring支持多种Bean作用域,包括单例(Singleton)、原型(Prototype)、请求(Request)和会话(Session)。单例作用域表示每个Spring容器中只有一个Bean实例,而原型作用域表示每次请求都会创建一个新的Bean实例。

BeanFactory与ApplicationContext

BeanFactory是Spring框架中最早期的容器,它提供了基本的Bean管理功能。ApplicationContext是BeanFactory的子接口,它提供了更丰富的功能,如国际化支持、事件传播和资源加载。

注解驱动开发

Spring提供了许多注解来简化Bean的配置,如@Component@Service@Repository@Autowired。这些注解允许开发者以声明式的方式配置Bean。

Java配置

Spring允许使用Java代码来配置Bean,通过@Configuration注解标记一个类为配置类,并使用@Bean注解定义Bean。

XML配置驱动

虽然注解驱动开发越来越流行,但Spring仍然支持XML配置驱动。XML配置文件可以用来定义Bean的属性、依赖关系和作用域。

SpEL(Spring表达式语言)

SpEL是Spring框架提供的一种表达式语言,它可以用来在运行时动态地访问和操作对象属性、方法、集合等。

Spring AOP

Spring AOP是Spring框架提供的一种面向切面编程(AOP)的实现。AOP允许开发者将横切关注点(如日志记录、事务管理等)与业务逻辑分离,从而提高代码的可维护性和可测试性。

切面(Aspect)

切面是包含通知(Advice)和切点(Pointcut)的模块。通知是切面在特定时机执行的操作,而切点是匹配特定方法的条件。

连接点(Join Point)

连接点是程序执行过程中的特定点,如方法执行、字段访问等。

通知(Advice)

通知是切面在连接点执行的操作,包括@Before(前置通知)、@After(后置通知)、@Around(环绕通知)、@AfterThrowing(异常通知)和@AfterReturning(返回通知)。

切点(Pointcut)

切点是匹配特定方法的条件,可以使用表达式或正则表达式来定义。

引入(Introduction)

引入允许在运行时动态地向现有Bean添加新的方法和属性。

织入(Weaving)

织入是将切面应用到目标对象的过程。

@AspectJ注解支持

Spring支持使用@AspectJ注解来定义切面,这些注解提供了更简洁的语法来定义切点和通知。

Spring数据访问与集成

Spring提供了多种数据访问和集成的方式,包括JDBC抽象(JdbcTemplate)、事务管理、ORM集成(Hibernate、JPA、MyBatis)和Spring Data。

JDBC抽象(JdbcTemplate)

JdbcTemplate是Spring提供的一种JDBC抽象,它简化了JDBC编程,并提供了异常处理和资源管理。

事务管理

Spring提供了声明式事务管理和编程式事务管理。声明式事务管理使用@Transactional注解来声明事务边界,而编程式事务管理则使用编程方式来控制事务。

事务传播机制

事务传播机制定义了事务边界在嵌套事务中的行为,如PROPAGATION_REQUIRED表示如果当前没有事务,就新建一个事务,如果已经存在一个事务中,加入到这个事务中。

事务隔离级别

事务隔离级别定义了事务并发执行时的隔离程度,如READ_COMMITTED表示一个事务只能看到已经提交的数据。

DAO支持

Spring提供了DAO(数据访问对象)支持,它允许开发者以声明式的方式定义数据访问逻辑。

ORM集成

Spring支持多种ORM框架,如Hibernate、JPA和MyBatis,它允许开发者以统一的方式使用这些框架。

Spring Data

Spring Data提供了一种声明式的方式来访问数据存储,包括JPA、MongoDB、Redis等。

Spring Web与MVC

Spring Web是Spring框架的一部分,它提供了Web应用程序开发的支持。Spring MVC是Spring Web的一部分,它是一个模型-视图-控制器(MVC)框架。

DispatcherServlet

DispatcherServlet是Spring MVC的前端控制器,它负责接收HTTP请求并调用相应的控制器方法。

控制器(@Controller, @RestController)

控制器是处理HTTP请求的组件,它使用@Controller@RestController注解来标记。

请求映射(@RequestMapping, @GetMapping, @PostMapping)

请求映射定义了控制器方法与HTTP请求之间的映射关系。

视图解析(ViewResolver)

视图解析器负责将控制器返回的逻辑视图名解析为实际的视图。

数据绑定(@RequestParam, @PathVariable, @RequestBody)

数据绑定允许将HTTP请求参数绑定到控制器方法的参数。

返回处理(@ResponseBody, ResponseEntity)

返回处理允许将控制器方法的返回值转换为HTTP响应。

文件上传(MultipartFile)

Spring MVC支持文件上传,它使用MultipartFile接口来处理上传的文件。

拦截器(HandlerInterceptor)

拦截器允许在请求处理过程中拦截请求和响应。

异常处理(@ControllerAdvice, @ExceptionHandler)

异常处理允许捕获和处理控制器方法抛出的异常。

Spring WebFlux

Spring WebFlux是Spring框架的一部分,它支持响应式编程。

Spring Boot核心特性

Spring Boot是Spring框架的一部分,它简化了Spring应用程序的开发。

自动配置(Auto-Configuration)

Spring Boot使用自动配置来简化应用程序的配置。

起步依赖(Starter POMs)

Spring Boot提供了许多Starter POMs,它们包含了构建应用程序所需的依赖关系。

嵌入式容器(Tomcat, Jetty, Undertow)

Spring Boot支持嵌入式容器,如Tomcat、Jetty和Undertow。

配置文件(application.properties / .yml)

Spring Boot使用配置文件来配置应用程序。

Profile多环境配置

Spring Boot支持多环境配置,允许根据不同的环境使用不同的配置。

Actuator(应用监控)

Spring Boot Actuator允许监控和管理Spring Boot应用程序。

Spring Boot CLI

Spring Boot CLI允许使用命令行来创建、构建和运行Spring Boot应用程序。

Spring Cloud微服务组件

Spring Cloud是一组Spring框架的扩展,它提供了构建微服务架构所需的工具和库。

服务注册与发现(Eureka, Nacos)

服务注册与发现允许服务实例在运行时注册和发现其他服务实例。

负载均衡(Ribbon, LoadBalancer)

负载均衡允许将请求分配到多个服务实例。

服务调用(OpenFeign)

OpenFeign是Spring Cloud提供的一种声明式REST客户端。

熔断器(Hystrix, Resilience4j)

熔断器允许在服务不可用时自动降级。

网关(Zuul, Spring Cloud Gateway)

网关允许将请求路由到不同的服务。

配置中心(Config Server, Nacos Config)

配置中心允许集中管理应用程序的配置。

消息总线(Bus)

消息总线允许在分布式系统中传递消息。

链路追踪(Sleuth + Zipkin)

链路追踪允许跟踪分布式系统的请求。

分布式事务(Seata)

分布式事务允许跨多个服务的事务。

Spring Security安全

Spring Security是Spring框架的一部分,它提供了身份认证和授权的支持。

身份认证(Authentication)

身份认证允许验证用户的身份。

授权(Authorization)

授权允许控制用户对资源的访问。

表单登录与注销

Spring Security支持表单登录和注销。

OAuth2协议支持

Spring Security支持OAuth2协议。

JWT(JSON Web Token)

JWT是一种用于身份认证的令牌。

方法级安全(@PreAuthorize)

方法级安全允许在方法级别上控制访问。

CSRF防护

Spring Security提供了CSRF防护。

Spring设计模式应用

Spring框架本身使用了多种设计模式,如工厂模式、单例模式、代理模式、模板方法和观察者模式。

工厂模式(BeanFactory)

Spring容器本身就是一个工厂,它负责创建和配置Bean。

单例模式(Bean作用域)

Spring容器默认使用单例作用域来创建Bean。

代理模式(AOP动态代理)

Spring AOP使用动态代理来拦截方法调用。

模板方法(JdbcTemplate, RestTemplate)

Spring提供了模板方法,如JdbcTemplate和RestTemplate,来简化编程。

观察者模式(ApplicationEvent)

Spring使用观察者模式来处理事件。

适配器模式(HandlerAdapter)

Spring MVC使用适配器模式来处理不同的请求映射。

其他关键模块

Spring框架还包括其他关键模块,如Spring Messaging、Spring Integration、Spring Batch、Spring Session和Spring Cache。

Spring Messaging(JMS集成)

Spring Messaging允许集成Java消息服务(JMS)。

Spring Integration(企业集成模式)

Spring Integration允许构建企业集成模式。

Spring Batch(批处理)

Spring Batch允许处理大量数据。

Spring Session(分布式会话管理)

Spring Session允许管理分布式系统中的会话。

Spring Cache(缓存抽象:@Cacheable)

Spring Cache允许使用缓存来提高应用程序的性能。

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